A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Telemanutenção de Material Circulante Ferroviário

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Telemanutenção de Material Circulante Ferroviário"— Transcrição da apresentação:

1 Telemanutenção de Material Circulante Ferroviário
Desenvolvimento de uma plataforma remota para extracção de dados nas UTE-2240 trabalho desenvolvido num estagio curricular na EMEF, na UITF Orientador: Prof. Dr. Adriano Carvalho Co-Orientador: Eng. Costa Franco Alberto Sobral

2 Apresentação Estrutura da apresentação: Introdução;
Descrição do projecto piloto de telemanutenção; Análise de requisitos: Sistemas e equipamentos da UTE-2240; Descrição de cenários de procedimentos de manutenção; Arquitectura distribuída; Métodos de desenvolvimento: Métodos para a aquisição de dados; A necessidade de estudo do protocolo de rede WorldFIP; Escolha do método a seguir; Desenvolvimento da aplicação: Reestrutura da plataforma de comunicações; Características do software desenvolvido; Conclusões e perspectivas futuras de desenvolvimento; Projecto piloto: Sistema de Diagnostico Avarias Inteligente, Arquitectura, Plataforma de comunicações, Allan0350, Arquitectura centralizada [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

3 Introdução Descrição do trabalho:
Desenvolvimento e análise de ferramentas e métodos de aquisição de dados, para suporte a sistemas de monitorização e diagnóstico remotos de material circulante ferroviário. Objectivos e Contribuições: Expansão da telemanutenção para uma nova série de material circulante ferroviário (UTE-2240) ; Reutilização de tecnologia desenvolvida e testada no projecto piloto; Estudo e aplicação de um método a seguir para a aquisição de dados; Análise e utilização do protocolo de rede WorldFIP, particularmente os serviços disponibilizados para gestão de rede; O porquê da expansão da telemanutenção. A nova estratégia… Qual a tecnologia a reutilizar – Plataforma de Comunicações, A necessidade de reestruturação. Características da metodologia. Simples, Segura, Abrangente, Não morosa… O estudo dessa metodologia passou por: Estudo do WorldFIP (porquê?) [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

4 Projecto piloto de telemanutenção

5 Projecto piloto de telemanutenção
Sistema de Diagnóstico de Avarias Inteligente - SDAI Funções principais do SDAI Operar como um sistema de apoio a decisão: Gestão da Manutenção; Exploração Comercial (Orientado ao veículo); Gestão de Operações; Projecto de Reengenharia; Arquitectura Esta arquitectura, como um suporte no terreno para oferecer uma demonstração de resultados ao SDAI Esta arquitectura fundamental ao desempenho das funcionalidades do SDAI. O SDAI para operar como SAD é orientado às funções de: Gestão da Manutenção (orientado ao Operador de Manutenção): Responsáveis pelos diferentes níveis de manutenção, disponibilizando no dia a dia e em tempo real “aproximado” toda a informação relativa ao estado operacional das frotas de veículos envolvidas. Possibilitando no curto prazo uma eficiente gestão de chamada dos veículos à oficina e a preparação do trabalho de manutenção em oficina – recursos humanos, ferramentas e sobresselentes, reduzindo-se assim os tempos de imobilização do MCF, e a médio longo prazo a optimização dos ciclos de manutenção e dos demais recursos a este associados; Exploração Comercial (Orientado ao veículo): Diagnosticar Online as avarias surgidas no decorrer da exploração do material circulante, sugerindo ao pessoal da condução e da manutenção em linha uma lista de acções de desempanagem rápidas. Actualização de informação: com o Upload de informação para sistemas PIS e de entretenimento em geral. Gestão de Operações: Providenciar informação sobre a health condition do MCF, suportando a decisão de o manter ao serviço sob um determinado conjunto de condições técnicas; Projecto de Reengenharia Favorecer o feedback automático dos dados de manutenção e exploração para os fabricantes, despoletando acções de reengenharia (ex. actualização de software remota) com vista ao aumento da fiabilidade intrínseca do MCF. Integração na filosofia de manutenção RCM A metodologia RCM providencia uma forma prática e estruturada de se alcançarem resultados optimizados na estratégia de manutenção adoptada para cada sistema alvo. O objectivo central é o determinar das acções necessárias para garantir que os activos físicos cumprem as funções que lhe são exigidas no enquadramento do seu contexto operacional. Um dos aspectos determinantes na implementação dos programas de gestão de manutenção é a obtenção de informação/dados suficiente sobre a performance de uma dada frota de MCF, tais como falhas correlacionadas, avarias e outras medidas que permitam aferir a condição do equipamento. A avaliação, agrupamento e comparação de uma quantidade apreciável de informação, cada vez mais comum com a cresecente automatização dos sistemas/processos embarcados no MCF não poderão ser geridos de forma eficiente por um sistema de informação generalista (não customizado) no qual é dada importância apenas a parâmetros de integração global. Na metodologia RCM, diferentes tipos de componentes e equipamentos conduzem inevitavelmente ao desenvolvimento de distintas políticas de manutenção, que envolvem naturalmente uma grande variedade de padrões de modos de falha. A análise destes padrões exige, para além do background knowledge dos fabricantes, o conhecimento e formação pericial do operador de manutenção, que devem ser harmoniosamente integrados na ferramenta RCM que é o Computerized Maintenance Management System (CMMS) composto neste projecto pelos seguintes módulos constituintes do SDAI: Sistema de Gestão de Base de Dados (SGBD). MCF com bakbone de comunicações e rede inteligente de sensores. CTG de MCF – Servidor do Sistema Pericial com o respectivo Motor de Inferência embebido (ferramentas de inteligência artificial). SIG: Sistema de Informação Geográfico. Arquitectura Cliente-Servidor, disponibilizada de forma simples e eficiente por um browser Internet. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

6 Melhorias ao desempenho
Durante a fase de ensaios do projecto piloto, aplicado em quatro automotoras diesel-electricas, foram previstas as seguintes melhorias de desempenho: Da análise CP Aumento da disponibilidade em 8% ( h, km) Cumprimento Ciclo Manutenção Preventivo: h. Diminuição Visitas por Avaria: h. Da análise EMEF Redução dos custos de manutenção. Manutenção Preventiva: - 8,5 % ( Euros) Manutenção Correctiva: - 10,5 % ( Euros) Análise CP- APONTA Cumprimento Ciclo Manutenção Preventivo: h. Diagnósticos errados não permitem a saída do veículo de acordo com o programado. Diminuição Visitas por Avaria: h. Parte dos problemas são resolvidos nas Visitas Programadas & Equipas de Intervenção Rápida no terreno e não veículos necessariamente na oficina. Análise EMEF Manutenção Preventiva: - 8,5 % ( Euros) - Maior rapidez de diagnóstico off-line. Manutenção Correctiva: - 10,5 % ( Euros) - Situação induzida pelo célere e preciso diagnóstico on-line efectuado pelo SDAI ______________________________________________________________________________________________________________________________ Estes resultados permitiram abrir caminho à extensão da telemanutenção. Adoptando-se uma nova estratégia procurou-se uma nova serie de material circulante, que constitui-se uma mais valia à utilização da telemanutenção, não só pela necessidade duma monitorização e diagnóstico remoto, como também por se tratar duma série mais extensa e com maior importância. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

7 Análise de requisitos

8 Características da UTE-2240
Unidade Tripla Eléctrica da série 2240 Localização dos principais equipamentos Sigla Descrição EC1 Processador de rede TCS - MPTCS EC2 Processador de Rede TIS - MPTIS EC3 Unidade electrónica de comando de tracção - PCE EC4 Unidade electrónica de comando de freio – BCE (µMICEF) EC5 Unidade electrónica de comando do ar condicionado - HVAC EC6 Unidade electrónica de comando do conversor auxiliar - ACE EC7 Unidade electrónica de comando e controlo de portas - DCU EC8 Módulos de entradas-saidas para TCS – RIOM EC9 Módulos de entradas-saidas para TIS – RIOM EC10 Mesa de comando de condução - DESK Destacar aqueles equipamentos necessários à telemanutenção: monitorização e diagnostico remoto. Como produtores de variáveis, e fornecedores da mensagens de diagnostico local. Dar a ideia da Dispersão dos equipamentos [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

9 Funcionalidades/Cenários de operação
PCE – Unidade Electrónica de comando de tracção Por intermédio de uma interface em cada equipamento é possível a obtenção de dados para a monitorização e diagnóstico local. Recorrendo ao software proprietário è possível: Leitura de medidas online sensores associados ao equipamento; Traçado da tendência de variáveis analógicas; Leitura das mensagens do registo de avarias; Exportação da informação para ficheiros; Download Date : :56:37 PCE - effort_demand Date a_effort_vs_speed a_effort_vs_power a_effort_lw_valid a_effort_limit 00:00:05.1 e+000 00:00:07.0 BCE – Unidade Electrónica de comando de freio Código Descrição Tipo de Avaria 1S31 Saida de potencia 5 da MB04B em curto-circuito. X 12 Falha no sinal do sensor de velocidade CAA1 Carga demasiado alta no B42.1 [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

10 Funcionalidades/Cenários de operação
DDU – Monitor do maquinista No monitor do maquinista DDU (um em cada veiculo RP, na cabina do maquinista) chegam, pela rede FIP-TIS, informações como: Estado dos dispositivos associados ao PCE Mensagens de alerta, avaria e sua localização [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

11 Funcionalidades/Cenários de operação
MPTCS / MPTIS – Módulos Processadores de rede, FIP-TCS e FIP-TIS Neste equipamento são executados diversas aplicações de software, cada uma com funcionalidades especificas, organizadas da seguinte forma: MONITOR (LISA BOOT) controla o Hardware e operações de Download; SYSTEM (LISA) gere as comunicações de rede e outros serviços; APPLICATION gere as funções de controlo ou informação do comboio; DVA DATABASE contém os detalhes das viagens do comboio e as mensagens de áudio e texto, só no MPTIS. ________________________________________________________________________________________ Existe uma carta dedicada, com uma interface RS232, para a configuração das redes FIP e execução de manutenção deste equipamento. Onde o LISA é uma aplicação orientada ao recepção de pedidos via porta série para execução das suas funções. No entanto destas funções só se conhecem algumas como as usadas nos procedimentos rotineiros de manutenção. Função de auto teste, leitura de mensagens do estado das comunicações de equipamentos presentes na rede… [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

12 Arquitectura distribuída
Falar das linhas de comboio: portas, emergência, ligação eléctrica dedicada. Rede de comunicação FIP: Sistema de Informação Sistema de Comando e Controlo, nível de veiculo/unidade e de comboio. Configuração em tracção múltipla, até 3 unidades. Redundância da rede e equipamentos [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

13 Métodos de desenvolvimento

14 Métodos para a aquisição de dados
Como solução para o desenvolvimento de uma aplicação, integrada na plataforma de comunicações, foram encontrados os seguintes métodos: Integrar a plataforma de comunicações, como um equipamento pertencente à rede FIP-TIS ou FIP-TCS; Explorar os MPTCS e MPTIS, nomeadamente o software LISA, por forma a saber se é possível a obtenção das variáveis do processo pela interface RS232 do equipamentos MPTCS ou MPTIS; Ligar a plataforma de comunicações numa rede sem fios. Por um conjunto de módulos RF, estabelecer uma ligação remota aos equipamentos que disponham de porta série; [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

15 Avaliação do método a seguir
O método a seguir deve ser capaz de implementar uma solução que demonstre ser: Simples. Por forma a ser implementada na plataforma de comunicações e em minimizar o risco e interferência com os restantes equipamentos críticos de controlo. Abrangente. De modo em obter todos os dados necessários à telemanutenção, provenientes dos vários equipamentos dispersos pelos veículos da UTE. Desenvolvimento não moroso, cuja a demonstração de resultados da sua implementação não se estenda para além do prazo deste trabalho. Resultando assim na necessidade em estudar o protocolo de rede existente no sistema de comunicações da UTE-2240, por forma a: Determinar parâmetros e configurações para instalar um equipamento na rede. Conhecer os serviços disponibilizados por forma a explorar um software de gestão de rede. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

16 Análise ao protocolo - WorldFIP
WorldFIP é um protocolo de redes de campo desenhado para fornecer uma ligação entre o nível zero (sensores e actuadores) e o nível um (controladores, PLC,..) em sistemas de automação. A estrutura do sistema de comunicações FIP esta dividida em três camadas, cuja as suas funções correspondem ao modelo OSI: Camada física, physical layer. Camada de ligação de dados, data link layer. Camada de aplicação, application layer. Esta estrutura em 3 camadas é típica em redes de campo… O protocolo WorldFIP está completamente especificado e faz parte da norma europeia de redes de campo EN50170 [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

17 WorldFIP - Gestão de rede
Serviços usados para gerir as comunicações. SM_MPS SMS Existem essencialmente três funções de gestão de rede: Gestão do modo de operação: Inicio/ paragem de comandos Validação/ Invalidação de comandos Comandos de Reset Funções de leitura e escrita Gestão da configuração: Criação de objectos Destruição de objectos Iniciação/ paragem de entidades de comunicação Gestão de falhas e níveis de performance: Leitura de contadores Reset dos contadores A gestão de rede consiste num conjunto de ferramentas e serviços usados para gerir as comunicações. SM_MPS: um conjunto de serviços de gestão de rede baseados no MPS (serviços periódicos/ aperiódicos); SMS: um conjunto de serviços de gestão de rede baseados em serviços de mensagens ; SM_MPS seriços usados para: Atribuir um endereço físico e tagName. Donwload remoto dos identificadores. Leitura remota (releitura das configurações). Controlo remota das operações( Inicio, paragem, validação de um ou mais AE/SEs) Monitorização remota (leitura do estado de operação dos AE/SEs) Relatórios (contagens de erros e avaliação dos níveis de performance dos dispositivos) Gestão da presença ou identificação das variáveis. Gestão da lista de estações presentes. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

18 Escolha do método A análise ao WorldFIP permitiu validar o método onde se explora o software de gestão de rede LISA. Destacam-se as características que directamente contribuíram para a interpretação do LISA: Estações/ equipamentos na rede possuem uma TagName As variáveis produzidas ou consumidas são identificadas por um identificador único global a todo o sistema. Os serviços de gestão de rede (SM-MPS, SMS). Alocação não só para variáveis como também para identificadores de gestão de rede de cada nó/estação _________________________________________________________________________________ …. interpretação do LISA: Estações/ equipamentos na rede possuem uma TagName ao qual o sistema lhe atribui um endereço físico de 1 byte. As variáveis produzidas ou consumidas são identificadas por um identificador único global a todo o sistema. Cada identificador é representado por 2bytes onde byte menos significativo corresponde ao endereço físico da estação. Os serviços de gestão de rede (SM-MPS, SMS). De facto a maioria das funcionalidades do LISA dão suporte a estes serviços, onde existem funções de gestão do modo de operação, de configuração e de falhas e níveis de performance. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

19 Aplicação do método As tabelas identificam as variáveis dos vários equipamentos existes. (estado de actuadores, medidas de sensores, alarmes …) Estas tabelas elaboradas necessitam de uma validação/ confirmação. Recorrendo-se aos cenários habituais de operação já descritos. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

20 Desenvolvimento da aplicação

21 Plataforma de comunicações
PC embebido – MOXA UC-7420 Modem GPRS – Siemens MC35 terminal Receptor GPS [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

22 Aplicação - Software Thread Main Thread GPS
[Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

23 Aplicação - Software Thread MPTCS Thread DataManager
[Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

24 Aplicação - Software Thread FileSender
[Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

25 Aplicação - Software Mecanismo de troca de dados
[Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

26 Aplicação – Visualização remota
[Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

27 Conclusões

28 Conclusões O método de aquisição utilizado permitiu:
A integração de tecnologia desenvolvida no projecto piloto, nomeadamente a reutilização da plataforma de comunicações. A obtenção de variáveis pertencentes a todos os equipamentos de interesse à monitorização e diagnostico remoto. Uma implementação não intrusiva, respeitando assim os padrões de segurança necessários neste tipo de sistemas. O estudo do protocolo de rede WorldFIP revelou-se como elemento fundamental na exploração e interpretação de um software de gestão de rede. Com a implementação do sistema desenvolvido espera-se contribuir para uma melhoria do desempenho desta nova série de material circulante. O objectivo principal estipulado para este trabalho foi concretizado. Face ao desconhecimento inicial de uma abordagem para a aquisição de variáveis do veiculo, foi encontrada uma solução que possibilitou a obtenção dos dados de uma forma segura e abrangente. O estudo do protocolo de rede WorldFIP revelou-se no elemento fundamental na exploração e interpretação de um software de gestão de rede, superando-se assim a dificuldade inicial pelo facto da inexistência de documentação apropriada. Deste modo foi possível a escolha de uma metodologia, de entre três sugeridas no inicio do projecto, em que: Possibilitou a obtenção de resultados a prazo deste trabalho. Foi possível a aquisição de variáveis pertencentes a todos os equipamentos de interesse à monitorização e diagnostico remoto. A sua implementação não foi intrusiva, respeitando assim os padrões de segurança necessários neste tipo de sistemas. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

29 Perspectivas de desenvolvimento
Ficou pendente a aquisição de mensagens do sistema. Sugere-se explorar a redundância dos módulos processadores de rede FIP-TCS. Pretende-se aumentar o débito de dados recebidos pela porta serie. Explorar a situação da configuração em tracção múltipla. Sugere-se uma cooperação entre plataformas existentes em cada unidade. Sugere-se uma reformulação no formato dos dados trocados entre plataforma de comunicações e o centro de telegestão. Assim, em vez da sintaxe, #<nome_modulo>, <nome_variavel>=<valor>, para os dados a enviar guardados no formato TXT sugere-se uma equivalente implementada em XML. Nesta aplicação desenvolvida ficou pendente a aquisição de mensagens do sistema. Sendo no entanto de fácil aplicação a aquisição das massagens de erro e estado de comunicação dos equipamentos. O mesmo não se aplica as mensagens referentes ao diagnóstico local de alguns equipamentos. A sua aquisição requer o mesmo processo de validação que aquele efectuado para as variáveis. Como uma perspectiva ao desenvolvimento desta aplicação sugere-se explorar a redundância dos módulos processadores de rede FIP-TCS. Onde ligando a plataforma de comunicações aos dois módulos, pretende-se aumentar o débito de dados recebidos pela porta serie. Assim serão repartidos os pedidos de variáveis pelos dois módulos, duplicando-se o débito de dados do presente momento. Outro facto a explorar está relacionado com configuração em tracção múltipla, ou seja, quando estão mais do que uma unidade acopladas. Sugere-se que desta forma, as plataformas existentes em cada unidade cooperem entre si funcionado de forma redundante. Por fim, e seguindo o exemplo implementado pelos projectos europeus referenciados no inicio deste relatório, sugere-se uma reformulação no formato dos dados trocados entre plataforma de comunicações e o centro de telegestão. Assim, em vez da sintaxe, #<nome_modulo>, <nome_variavel>=<valor>, para os dados a enviar guardados no formato TXT sugere-se uma equivalente implementada em XML. Pela característica modular do software desta aplicação esta alteração será de fácil implementação. [Introdução] [Projecto piloto] [Análise] [Métodos] [Desenvolvimento] [Conclusões]

30 Telemanutenção de Material Circulante Ferroviário
Obrigado pela atenção trabalho desenvolvido num estagio curricular na EMEF, na UITF Orientador: Prof. Dr. Adriano Carvalho Co-Orientador: Eng. Costa Franco Alberto Sobral


Carregar ppt "Telemanutenção de Material Circulante Ferroviário"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google